Fyra aspekter att beakta i membrankonstruktionsteknik

Huvudaspekterna av membranstrukturteknik inkluderar formdesign, initial jämviktsformanalys, lastanalys och skjuvanalys.

I. Formdesign: Formdesign avgör strukturens plana form och dimensioner, tre-dimensionell form och nettovolym. Den bestämmer också koordinaterna för varje fasthållningspunkt, strukturella detaljer, val av membranmaterial och konstruktionshantering.

II. Analys av initial jämviktsform: Analys av initial jämviktsform är också känd som form-analys. Eftersom membranmaterial i sig saknar tryck- och böjstyvhet och har mycket dålig skjuvhållfasthet, måste deras styvhet och styvhet bero på krökningsvariationen hos membranytan och förspänningen inom den. För membrankonstruktioner finns det aldrig en-fri form när som helst. Därför måste membranets ytform uppfylla mekanisk jämvikt under vissa randvillkor och vissa förspänningsförhållanden, och detta används som grund för lastanalys och skjuvanalys. För närvarande inkluderar de huvudsakliga metoderna för analys av form- i membranstrukturteknik energirelaxationsmetoden, kraftdensitetsmetoden och metoden med oändlig enhet.

III. Belastningsanalys
De laster som beaktas vid konstruktion av membrankonstruktioner är i allmänhet vindlast och snölast. Under belastning deformeras membranmaterialet avsevärt, och lastfördelningen förändras med formen. Därför kräver noggrann beräkning av strukturens deformation och spänning ett visst antal olinjära åtgärder. En annan indikator för lastanalys är att bestämma den initiala förspänningen i kablarna och membranet.

IV. Skjuvningsanalys
Vid yttre belastningar minskar spänningen i ena riktningen av membranet medan spänningen i den andra riktningen minskar. Detta kräver att den initiala dragspänningen som appliceras måste vara tillräcklig för att förhindra spänningen från att minska till noll under ogynnsamma belastningar, dvs för att förhindra skrynkling. Eftersom membranmaterial är relativt ömtåliga och har en mycket låg naturlig frekvens, är de benägna att vindvibrera under vindbelastningar, vilket leder till att membranmaterialet går sönder. Om den initiala förspänningen appliceras för högt kommer membranbeläggningen att deformeras mer, åldras lättare och ha mindre hållfasthetslagring, vilket kräver högre hållfasthet från lastbärande komponenter och ökande konstruktionssvårigheter. Därför måste den initiala förspänningen bestämmas genom lastanalys. Membranstrukturgruppen som bildas genom att hitta formen är en tre-dimensionell icke-utvecklabar rumslig krökt yta. Hur man skär och spänner det två-dimensionella materialet i den elektriska skjutporten för att bilda den nödvändiga tre-rumsliga krökta ytan är en nyckelfråga i vissa membrankonstruktionsprojekt. Detta är huvudinnehållet i skäranalys.